华盛顿的Kirkland公司收到美国能源部(U.S.Department of Energy )的75万美元,作为研发资金,和TPI Composites公司合作,发展碳纤维风机叶片,以求得最大的能量获得,同时减轻风机的负载。方案通过对30-35m长叶片的设计,制造和测试以证明先进的碳纤维混编设计的商业可能性。碳纤维在风叶中的应用逐年在增加(图2)
3.碳纤维在风力发电机叶片中应用的主要部位
由于碳纤维比玻纤昂贵,采用百分之百的碳纤维制造叶片从成本上来说是不合算的。目前国外碳纤维主要是和玻纤混和使用,碳纤维只是用到一些关键的部分。碳纤维在叶片中应用的主要部位有(图3和图4):
* 横梁(Spar),尤其是横梁盖(Spar Caps)。
* 前后边缘,除了提高刚度和降低质量外,还起到避免雷击对叶片造成的损伤(专利 US6457943BI),如图3中涂黑的部分采用碳纤
维。(专利 EP1485611)
* 叶片的表面,采用具有高强度特性的碳纤维片材(日本专利JP2003214322)。